無人機航測技術在地質災害應急測繪中的應用探討

薛昌華

(安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥230022)

無人機航測技術可以清晰地拍攝到人們想要拍攝的畫面，其與地質災害應急測繪的融合在很大程度上減少了地質災害應急測繪工作的時間，提高了地質災害應急測繪的效率。

1 地質災害應急測繪的含義

地質災害應急測繪是在發生地質災害時，通過地質的活動與變化描繪出地質目前的狀況，通過地質災害應急測繪可以了解到地質災害的程度，具體災害有哪些，比如：由于地質、海嘯等因素所產生的山體滑坡、泥石流、地面塌陷等。地質災害具有不確定性與隨機性，地質災害的爆發都在一瞬間，很難通過監控得知地質災害的類型與程度。在地質災害發生時，一般沒有時間進行反應，對于人們的經濟與人身安全造成了極大的影響，同時，對于地質災害地區也會造成很嚴重的環境破壞。在地質災害發生時，該地區的有關部門應該及時開展救援工作，要了解地質災害的涉及范圍，全面查找地質災害范圍內的人員，解救被困人群。以往的解救工作比較單一，都是依靠人力來進行搜尋與施救，比如：消防隊員、部隊官兵等，由于人力的解救費時費力，很多時候都延誤了解救的最佳時機。隨著互聯網技術的不斷發展，很多先進的互聯網技術與地質災害應急測繪進行了融合，無人機航測技術可以通過航拍準確地了解哪些地區有被困人員、被困人員的數量、需要怎樣的救援設施等，因此減少了搜救的時間。

2 無人機航測技術在應急測繪中的優勢

無人機航拍技術與地質災害應急測繪的融合，增加了地質災害應急測繪的準確性，可以形成清晰的圖片。無人機航拍技術是目前比較先進的技術，在我國的一些拍攝任務中都有參與，比如：軍事拍攝、電影拍攝等。在拍攝的過程中可以通過俯視來拍攝正常攝影機拍攝不到的角度與畫面。無人機航拍技術與地質災害應急測繪的融合可以實現地質災害現狀的準確采集，使地質災害應急測繪工作更加的真實與準確，對于地質災害的救援工作非常有用。一般無人機飛行的高度在75m-750m 之間，操作非常簡單，可以自由控制無人機的飛行高度、飛行方向，并且效率極高，達到飛行地點之后，拍攝的畫面就會直接傳輸到連接的電腦當中，可以馬上知道該地區的實際情況，提高了地質災害應急測繪的工作效率。無人機可以多功能地進行拍攝，拍攝的照片像素很高，可以清晰地看到地質災害的全過程，并且無人機的攝像頭采用的是無死角，可以360°隨意的轉動，只需要調整攝像頭的位置就能改變拍攝的畫面。另外，無人機的安全系數比較高，不需要有人駕駛，通過遠程遙控就可以知道現場的情況，保障了人身安全，并且無人機的體型較小，使用起來比較省力，非常方便。

3 無人機航測技術在應急測繪中的缺點

3.1 影像數目較多

無人機在地質災害應急測繪的應用中，有著攝像數目較多的問題，無人機一般是進行遠程大范圍內的拍攝，對于一些小范圍的拍攝需要調整無人機的飛行距離與拍攝角度，為了清晰地拍攝所需位置的情況，需要把多個攝像頭對準一個范圍內進行拍攝，因此，拍攝出來的照片沒有太大的變化，利用率不高，照片重復率較高。

3.2 操控較為復雜

一般娛樂型的無人機操作比較簡單，但是在地質災害應急測繪中，需要清晰地了解固定區域內的地質狀況，因此，要不斷更改無人機的對焦頻率，操作比較繁瑣。

3.3 立體模型精度不夠

無人機的模型是固定形狀，以往的無人機為了在低空中俯視拍攝地面的狀況，基礎高度很高，無人機飛行的最低高度可達到75m，因此，在地質災害應急測繪中，需要拍攝地面的詳細情況，會產生精準度不夠的問題。

3.4 影像容易出現畸變

無人機在進行地質災害應急測繪拍攝時，由于天氣、操作人員的技術以及一些不確定因素的干擾，會對無人機的拍攝造成影響，導致無人機在拍攝過程中出現嚴重的抖動現象，影響無人機的對焦，拍攝出來的畫面比較模糊，并且還會出現不同程度的畸變。

4 無人機航測技術

4.1 無人機航攝系統

無人機的拍攝主要依靠無人機的航攝系統，無人機航攝系統由兩個部分組成，一部分是航攝平臺，一部分是地面控制系統，這兩個部分都是輔助無人機在進行航拍時的有效設備。在無人機飛行時由地面控制系統進行實時控制，控制無人機的前進、后退、左右切換等;而航攝平臺就是拍攝系統的裝備，通過航攝平臺對焦、調整焦距等方式來確定是否拍攝。相關操作人員在進行無人機的操作時，要進行嚴格的培訓，以保證拍攝出來的照片被地質災害應急測繪所需要。

4.2 無人機航測生產

無人機航測的生產流程比較多，需要生產的設備與裝置難度系數比較高，其中包括：數字正射影像、實景三維模型、數字地表全景影像、監測視頻等，這些都是無人機應該具備的技術，并且在地質災害應急測繪中可以最大限度地幫助地質災害應急測繪進行所需拍攝資料的拍攝，并進行資料的上傳，為地質災害應急測繪提供準確的現狀與數據。無人機航測生產中比較常用的一項技術就是數字正射影像和實景三維模型，這兩種技術可以反映出地質災害發生時，地質的實際狀況，并且根據數據形成三維模型。無人機的景象拍攝可以清晰地看出地質的實際狀況，這主要歸功于五鏡頭科技，通過不同鏡頭的拍攝，了解地質災害的實際情況，并且可以實現全方位、超清晰的同步拍攝。

5 無人機應急測繪方法研究

5.1 應急預案制定

在地質災害發生時，應及時啟動應急預案，在地質災害發生的瞬間就進行拍攝，獲取相應的數據，并且進行地質災害的應急測繪，盡可能在最短的時間內進行地質災害的應急測繪，減少地質災害應急測繪的時間，提高地質災害應急測繪的效率。相關地質災害應急測繪部門要提前進行地質災害應急預案的制定，要根據不同地質災害的類型、程度以及威脅等級系數來進行應急預案的制定。保證應急預案的科學性與使用性，在進行應急預案的制定之前，要使用以往地質災害的情況作為參考，制定多種應急預案，方便在出現特殊情況時可以進行選擇，并且增加應急預案制定的準確性。

5.2 應急航攝作業

在地質災害發生時，不僅要進行應急預案的制定，還要進行應急的拍攝作業。應急的拍攝作業主要是在地質災害發生的第一時間啟動無人機，使無人機飛行到發生地質災害的位置，并進行地質災害現狀的拍攝。這一系列的拍攝工作需要先進行一個應急航攝作業的規劃，在地質災害發生時，有關部門會及時獲取地質災害的位置信息，但是對于地質災害的程度與等級都沒有過多的了解，因此如果盲目地啟動無人機進行拍攝，拍攝出來的照片與數據缺乏針對性，所以要先對拍攝工作進行規劃。第一步，要根據地質災害所發生的區域制訂最近拍攝計劃，使用離地質災害最近的一個工作單位的無人機進行拍攝;第二步，規劃無人機所需要拍攝的內容，根據這一目標進行無人機的飛行與拍攝，拍攝出來的畫面比較有針對性，可以給地質災害應急測繪提供最大的幫助;第三步，一些地區由于地理位置的不同，會影響無人機的拍攝，要先穩定無人機的拍攝地點，以便能平穩地進行畫面的拍攝，否則模糊的畫面對于地質災害應急測繪沒有任何作用。

5.3 應急數據處理

在地質災害發生時，要進行應急數據處理，地質災害應急測繪是在最短的時間內對于本次的地質災害進行一個了解，地質災害應急測繪的特點就是時間短、精準度高，是一個非常困難的工作。在進行地質災害位置的拍攝時需要的數據比較多，無人機的拍攝畫面剛好可以增加地質災害應急數據的處理，無人機在進行航拍時，可以同一時間拍攝很多畫面，這些畫面在拍攝的一瞬間就可以通過傳輸技術傳輸到電腦中，給地質災害應急測繪提供了應急數據，同時也減少了地質災害應急測繪數據的采集時間。在地質災害來臨時，越快速度地完成地質災害應急測繪，可以節約更多的時間來進行救援工作，保障相關人員的人身安全，第一時間解救被困人群，在地質災害面前，時間就是生命的象征。地質災害應急測繪的工作效率越快，地質災害所造成的經濟損失就越低，人員的傷亡也越小，相關操作人員通過培訓可以增加操作無人機的熟練度，減少無人機的操作時間，為地質災害應急測繪工作節省時間。

6 無人機航測技術在應急測繪中的應用

6.1 突發事件的監測

比較常見的地質災害有：地震、滑坡等，以往這些地質災害在發生之前無法進行準確的預測，導致人員大面積的傷亡，損失了很多財產。但是隨著科技的不斷發展，對于一些地質災害的預測有了突破性的進展，通過突發事件發生之前和發生之后的現象來看，會有一些預警，比如：一些動物的不規則活動、電磁場產生的變化等，對于這些信息的監控可以很好地預測地質災害的發生，幫助地質災害應急測繪工作順利開展。

6.2 自然資源保護的檢測

礦山、森林等自然資源都是不可再生資源，這些自然資源的使用可以促進我國經濟的發展。但是，在以往自然資源的開采中，由于管制比較松，經常會出現大面積破壞自然資源的現象，造成了很多開采事故，比如：水土流失、地表塌陷等。當時，我國的開采技術還不成熟，這種盲目的開采不僅給我國自然資源造成了不可磨滅的傷害，還浪費了許多自然資源，給如今自然的保護與管理提高了難度。如今，我國仍會不時產生一些小規模破壞自然資源的現象，單純依靠人力管理與監督無法實現，因此，要通過無人機航測技術來檢測自然資源，并對自然資源實施保護。另外，使用無人機航測技術來檢測自然資源還可以拍攝相關的證據，給私自開采或破壞自然資源的人員沉重打擊。

6.3 地質環境的監測

地質環境的變化會造成公路、鐵路等交通路線的破壞和山體滑坡、山洪災害等重大災害。而由于我國國土面積巨大，丘陵、山峰、巖洞、高原等各種地質環境錯綜復雜，根本無法對其進行全時段、全方位的監控，尤其是在地質環境發生變化時，會進一步加深環境的復雜程度，使人力無法及時有效地介人，阻礙了公路崩塌、山體滑坡等災害的治理工作。無人機航測對于環境的高適應性與全天候可執行性，可以在地質環境變化的第一時間趕到現場，進行實時監測，并且可以獲取到清晰度高、時效性強的現場地質環境影像，為地質環境問題的治理提供數據支持。

6.4 土地整治的信息獲取

土地整治是提高土地資源利用效率的重要措施，通過對田、水、路、林和村地的綜合治理，增加我國耕地的面積，提高耕地的質量，是促進我國新農村建設的重要手段。土地整治中，由于許多未利用土地的復雜地形，測量土地利用情況的實地監測等需要耗費大量的人力財力，甚至有些無法通過人工方式實現，給土地整治工作增加了難度。而無人機航測技術可以通過空中攝影，搜集分辨率高、現勢度高的數據和圖片，為土地整治提供準確的數據基礎，保證土地整治的合理性和高效率。

7 結束語

在地質災害應急測繪中融入無人機航測技術可以有效監測突發事件和自然災害、獲取土地整治的信息、監測地質環境等，有助于地質災害應急測繪更加準確，本文還有不足之處，但希望可以幫助無人機航測技術在地質災害應急測繪中更好的應用。